1938年3月1日晋升大佐，调任关东军第七国境守备队队长。1939年5月11日，关东军挑起诺门坎战役，与苏蒙军激战，关东军损失惨重。8月2日，森田彻大佐调任23师团步兵71联队任联队长，接替战死的代联队长东京治中佐。
由于朱可夫率领的苏蒙军是由飞机、大炮、坦克和骑兵组成的立体作战，日军联队长以下官佐大部分战死。森田彻驱使部下靠近坦克投掷燃烧瓶、手榴弹，但苏制坦克使用柴油机，又高又大且装甲厚，日军对它奈何不得。战到22日，大队长以下军官全部战死。
到26日上午，森田彻大佐下令烧毁联队军旗和密电码本，头缠白布条，率残部跳出战壕，挥舞战刀冲向苏军坦克群，集体“玉碎”，森田彻刚冲出几步，即被坦克重机枪射倒，被苏军坦克碾为肉饼，落得个粉身碎骨的下场。
一木清直死于美军坦克
一木清直少佐，是事变中第一个开枪的日军。同年10月8日越级晋升大佐，获天皇授予的金鹰三级勋章，擢升为关东军第七师团步兵第14旅团第28联队长，调中国东北作战。
1942年4月底，第七师团以步兵第28联队为基干，组编成旭字一木支队，一木清直担任支队长，率精兵3870人，于5月5日乘船南下，去参加攻打中途岛作战。6月6日，日本海军在中途岛惨败。
